计组实验报微程序控制单元实验指令部件模块实验时序与启停实验.docVIP

信息学院 《计算机组成原理》 实验报告 实验名称 微程序控制单元实验、指令部件模块实验、时序与启停实验 实验室 实验楼418 实验日期 2012-12-12、2012-12-14、2012-12-19 实验一 微程序控制单元实验 一、实验目的 1.掌握时序产生器的组成方式。 2.熟悉微程序控制器的原理。 3.掌握微程序编制及微指令格式。 二、实验要求 按照实验步骤完成实验项目，熟悉微程序的编制、写入、观察运行状态。 三、实验原理 图3-1-1 微控制器原理 1.微程序控制电路 微程序控制器的组成见图3-1-1，其中控制存储器采用4片6116静态存储器，微命令寄存器32位，用三片8D触发器（273）和一片4D（175）触发器组成。微地址寄存器6位，用三片正沿触发的双D触发器（74）组成，他们带有清零端和指数端。再不判别测试的状态下，T2时刻打入微地址寄存器的内容即为下一条微指令地址。当T4时刻进行测试判断时，转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过置位端将某一触发器输出端置为“1”状态，完成地址修改。 2.微指令格式 表3-1-1 M25 M24 M23 M22 M21 中断 M19 M18 M17 M16 C B A AR 保留位 PX3 A9 A8 CE LOAD M15 M14 M13 M12 M11 M10 M9 M8 M7 M6 CN M S0 S1 S2 S3 PX2 LDAR LDPC LDIR M5 M4 M3 M2 8 7 6 5 4 3 M1 M0 LDDR2 LDDR1 LDDR0 WE UA0 UA1 UA2 UA3 UA4 UA5 PX1 SW-B 其中UA5～UA0为6位的后继微程序地址，A、B二译码字段，分别由6个控制位译码输出多位。B字段的PX3、PX2、PX1三个测试字位，其功能是根据机器指令及相应微代码进行译码，使微程序转入相应的微地址入口，从而实现微程序的顺序、分支、循环运行。 3.微程序流程与代码 图3-1-2为几条机器指令对应的参考微程序流程图，将全部微程序按微指令格式变成二进制代码，可得到模型机（一）所列举的8位指令代码。 图3-1-3 微程序流程图 四、实验内容及数据分析 （一）微程序的编写 为解决微程序的编写，可根据微地址和微指令格式将微指令代码以快捷方式写入到微程序控制单元。具体的操作方法是按动位于实验装置右中侧的【复位】键使系统进入初始待命状态。再按动【增址】键使工作方式提示位显示“H”(按键模式)。 微程序存储器读写的状态标志是：显示器上显示8个数字，左边1、2位显示实验装置的当前状态，左边3、4位显示区域号（区域的分配见表3-1-2），左边5、6位数字是微存储单元地址，硬件定义的微地址线是ua0～ua5共6根，因此它的可寻址范围为00H～3FH;右边2位数字是该单元的微程序，光标在第7位与第8位之间，表示等待修改单元内容。 特征码 区域号 微地址 微程序 （状态位） （0～3） （0～3F） （8位） 区域号 微程序区对应位空间 对应位控制功能 0 31……………24 C B A AR 保留 PX3 A9 A8 1 23……………16 CE AD CN M S0 S1 S2 S3 2 15……………8 PX2 AR PC IR DR2 DR1 Ri WE 3 7……………0 U0 U1 U2 U3 U4 U5 PX1 SW 表3-1-2 区域分配表 用【读】命令键可以对微程序存储器进行检查（读出）或更改（写入）。对微程序存储器读写，一般先按MON，使实验系统进入初始待命状态。然后输入所要访问的微程序区域地址，再按【读】命令键，实验系统便以该区域的00H作为起始地址，进入微程序存储器读写状态。 下面举例说明操作规程： 按键 8位LED显示 说明 【返回】 D Y - H p 返回初始待命状态 【读】 D Y - H P 初始待命状态，按【读】键无效 0 D Y - H 0 按数字键0，从0区域0地址开始 【读】 C n 0 0 0 0 X X 按【读】命令键，经入微程序读状态，左边第3位起显示00（区域号）、00（微地址）、XX（该微程单元的内容）光标闪动至第7位 55 C n 0 0 0 0 5 5 按55键，将内容写入00区域00H单元 【增值】 C n 0 0 0 1 X X 按【增值】